炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥對青紫泥水稻土微生物豐度及酶活性的影響

任 依，姜培坤，魯長根，邵建均，周雪娥，陳俊輝

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 311300；2.浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)與能源總站，浙江 杭州 310000；3.桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 嘉興 314500）

稻田土壤是保障國家稻米供給的重要支撐[1]。稻田土壤微生物及相關(guān)胞外酶是有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)的主要驅(qū)動力，可靈敏指示土壤質(zhì)量和健康狀況，并對促進(jìn)水稻Oryza sativa生長具有重要作用[2]。施肥是提高稻田土壤質(zhì)量、保障水稻產(chǎn)量的主要方式，且與作物養(yǎng)分利用率、農(nóng)田面源污染和微生物介導(dǎo)的溫室氣體排放存在密切聯(lián)系[3-4]。因此，研究施用不同類型肥料對土壤養(yǎng)分、微生物數(shù)量、酶活性的影響及其驅(qū)動的生物化學(xué)過程，對了解土壤質(zhì)量變化及保障國家糧食安全和改善農(nóng)業(yè)環(huán)境具有重要的意義。大量研究證明：盡管化肥能夠有效提高水稻產(chǎn)量，但長期過量施用化肥也會導(dǎo)致土壤酸化、作物養(yǎng)分利用率低，造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染和肥料浪費(fèi)[5]。周曉陽等[6]研究發(fā)現(xiàn)：化肥的過量施用是導(dǎo)致水旱輪作下稻田土壤酸化和面源污染的重要原因。ZENG等[7]研究發(fā)現(xiàn)：長期過量施用氮肥不僅引起土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量下降，而且進(jìn)一步惡化了土壤微環(huán)境，降低了微生物多樣性，抑制了微生物活性和功能，進(jìn)而阻礙了微生物介導(dǎo)的養(yǎng)分循環(huán)過程。因此，有必要尋求有效合理的施肥方法，減少面源污染，提高土壤肥力和微生物活性與功能，促進(jìn)稻田土壤健康發(fā)展。

增施有機(jī)肥與有機(jī)肥替代部分化肥是減少化肥用量、改善土壤質(zhì)量、維持養(yǎng)分平衡和降低環(huán)境污染的重要途徑之一[8]。溫延臣等[9]研究發(fā)現(xiàn)：有機(jī)肥替代部分化肥能協(xié)調(diào)有機(jī)無機(jī)養(yǎng)分平衡供應(yīng)，保證作物產(chǎn)量。在氮磷鉀養(yǎng)分投入量相當(dāng)?shù)那闆r下，有機(jī)肥替代化肥能夠提升土壤微生物量碳氮、水溶性碳氮的含量及其比例，提高水稻產(chǎn)量[10]。李小萌等[11]研究發(fā)現(xiàn)：施用有機(jī)肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤孔隙度，促進(jìn)土壤微生物的生長和繁殖。炭基肥是利用物理或化學(xué)方法將生物質(zhì)炭與氮、磷、鉀等養(yǎng)分通過一定比例混合而成的新型肥料，融合了生物質(zhì)炭與肥料各自的優(yōu)點(diǎn)，因具備吸附能力強(qiáng)、養(yǎng)分釋放緩慢、肥效持久等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注[12]。李春陽[13]研究發(fā)現(xiàn)：適量施用炭基肥能夠提升稻田土壤速效養(yǎng)分含量，增加土壤微生物數(shù)量。炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥對水稻產(chǎn)量的促進(jìn)作用可能與有機(jī)物料分解促進(jìn)養(yǎng)分緩慢釋放、提高微生物豐度和酶活性有密切關(guān)系。常棟等[14]研究表明：炭基肥能直接為微生物生長提供所需的養(yǎng)分，同時其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)可以為微生物的棲息提供良好的環(huán)境。然而，潘全良等[15]研究表明：炭基肥對土壤蔗糖酶與土壤過氧化氫酶活性有抑制作用。可見，炭基肥對作物生長和土壤微生物的影響與炭基肥種類、制備原料和組分比例、施用量和方式密切相關(guān)，其影響還存在不確定性。目前國內(nèi)針對炭基肥土壤改良研究集中在作物產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤養(yǎng)分等方面[14-15]，其如何影響土壤微生物數(shù)量和酶活性尚缺乏系統(tǒng)研究。

基于此，本研究以杭嘉湖平原青紫泥水稻土為供試土壤，利用田間試驗，在等量氮、磷、鉀養(yǎng)分施用條件下，比較了炭基肥、有機(jī)肥替代部分化肥和常規(guī)化肥對土壤養(yǎng)分、微生物群落豐度以及土壤酶活性的影響，探討了土壤酶活性變化的主要影響因素，以期為炭基肥及有機(jī)肥替代化肥合理應(yīng)用和培肥稻田土壤提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

樣地位于浙江省桐鄉(xiāng)市屠甸鎮(zhèn)(30°32′N，120°24′E)。該區(qū)域?qū)儆诤技魏皆瑢賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫為16.5 ℃。供試土壤為青紫泥水稻土，土壤基本化學(xué)性質(zhì)如下：pH 6.22、總碳14.50 g·kg-1、全氮 1.17 g·kg-1、全磷 0.56 g·kg-1、有效磷 4.90 mg·kg-1、速效鉀 119.00 mg·kg-1。

1.2 試驗設(shè)計

采用田間試驗，設(shè)置4個處理：對照(不施肥，ck)、常規(guī)施肥(CF)、炭基肥(BF)與有機(jī)肥替代50%化肥(OF)處理。后3者處理合計氮磷鉀養(yǎng)分投入一致，其中：氮肥270 kg·hm-2(以氮計)，磷肥75 kg·hm-2(以五氧化二磷計)，鉀肥150 kg·hm-2(以氧化鉀計)。以BF處理氮磷鉀養(yǎng)分投入為標(biāo)準(zhǔn)，CF和OF投入后養(yǎng)分不足部分用尿素、鈣鎂磷肥、氯化鉀補(bǔ)充，保證各處理之間氮、磷、鉀施入量相等。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，各處理小區(qū)面積8 m×4 m，重復(fù)3次。小區(qū)間用水泥埂隔開，保證各小區(qū)不串灌。CF和OF處理分2次施肥，50%作為基肥，50%作為追肥。各處理具體施肥方案如下：CF處理將配方肥 按 750.0 kg·hm-2、鈣鎂 磷 肥 125.0 kg·hm-2作為 基 肥施 入，將 尿 素 290.3 kg·hm-2、氯 化鉀 24.2 kg·hm-2作為追肥施入；OF 處理將菜籽餅 (含全氮 50.00 g·kg-1, 全磷 1.09 g·kg-1，0.83 g·kg-1)按2 700.0 kg·hm-2、鈣鎂磷肥 62.5 kg·hm-2作為基肥施入，將尿素 290.3 kg·hm-2、氯化鉀 196.2 kg·hm-2作為追肥施入。BF處理中炭基肥(18-5-10，含15 %玉米秸稈炭)委托南京勤豐秸稈科技有限公司制備，作為基肥按1 500.0 kg·hm-2一次性施入。供試水稻品種為浙優(yōu)18，2019年6月14日施基肥，6月16日移栽，6月27日追肥，11月4日收獲。肥料均勻撒施，各小區(qū)田間管理措施均與當(dāng)?shù)匾恢隆?/p>

1.3 土壤采集與化學(xué)性質(zhì)分析

于水稻收獲時在每個小區(qū)按“S”形采樣法，隨機(jī)采集10個表層(0～20 cm)土壤樣品，形成混合樣。土壤樣品過2 mm篩剔除石礫植物根系及殘體，混勻分為3份；一部分放置于4 ℃冰箱儲存，用以測定土壤微生物生物量及土壤酶活性，一部分放置于-70 ℃冰箱儲存，用于土壤總DNA提取，剩余樣品于室溫風(fēng)干后用于土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)測定。

土壤化學(xué)性質(zhì)參考魯如坤[16]方法測定。土壤pH值采用pH計按土水質(zhì)量比1.0∶2.5測定；土壤總碳和全氮采用元素分析儀(Vario EL Ⅲ，Elementar，德國)測定；有效磷采取0.5 mol·L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采取醋酸銨浸提，火焰光度計測定。銨態(tài)氮(NH4+-N)和硝態(tài)氮(NO3--N)采用2 mol·L-1氯化鉀浸提，流動分析儀測定。溶解性有機(jī)碳(DOC)、溶解性氮(DN)采用去離子水浸提，總有機(jī)碳分析儀(日本島津公司)測定。溶解性有機(jī)氮(DON)為溶解性氮與銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的差值。土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)采用氯仿熏蒸提取法，總有機(jī)碳分析儀(日本島津公司)測定。

1.4 土壤 DNA 提取和熒光定量 PCR

稱取0.35 g冷凍干燥后的土壤樣品，采用土壤DNA提取試劑盒(DNeasy PowerSoil? Kit，QIAGEN，美國)，按說明書進(jìn)行土壤DNA提取。提取后的DNA用超微量紫外分光光度計(NanoDrop One，Thermo，美國)測定其濃度和純度，保存于-20 ℃。本研究分別用引物對338F和518R[17]、NS1F和FungR[18]、344F和517R[19]對細(xì)菌16S rRNA基因、真菌18S rRNA基因和古菌16S rRNA基因豐度進(jìn)行定量分析。反應(yīng)體系如下：2×SYBR Premix Ex Taq 10 μL(TaKaRa，日本)，10.0 μmol·L-1上游和下游引物各0.5 μL，模板DNA 1.0 μL，無菌雙蒸水8.0 μL。質(zhì)粒及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作參照吳濤等[20]進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品測定3次重復(fù)，設(shè)置空白，反應(yīng)在熒光定量PCR儀(CFX96TMReal-Time System，Bio-Rad，美國)上進(jìn)行。

1.5 土壤酶活性測定

利用微孔板熒光法[20]測定α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、纖維二糖水解酶(CB)、木聚糖苷酶(XYL)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)等7種參與土壤碳氮磷循環(huán)相關(guān)的酶活性。以4-羥甲基-7-香豆素(MUB)和7-氨基-4-甲基香豆素(MUC)熒光標(biāo)記的底物作為酶活性反應(yīng)底物，通過MUB和MUC熒光強(qiáng)度的變化反映酶活性。土壤熒光酶活性測定參考吳濤等[20]的方法，用多功能酶標(biāo)儀(Synergy? H1，Biotek，美國)在熒光激發(fā)光 365 nm和檢測光波長 450 nm 下測定，酶活性單位為 nmol·g-1·h-1。由于不同類型土壤酶活性差異較大，難以綜合反映土壤總體酶活性，本研究采用酶的幾何平均值表示單個樣品總體的土壤酶活性。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)利用SPSS 26.0統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和鄧肯法(Duncan)多重比較檢驗不同處理間的差異顯著性(P＜0.05)。相關(guān)性分析采用皮爾遜(Pearson)相關(guān)分析法進(jìn)行雙尾檢驗確定顯著性。冗余分析(RDA)用于檢驗土壤環(huán)境因子對土壤酶活性變化的顯著性，單因素置換多元方差分析(one-way PERMANOVA)(999次置換檢驗)用于分析施肥處理對土壤酶活性影響的顯著性(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表1可見：與ck相比，在水稻收獲期各施肥處理對土壤pH、總碳、全氮、有效磷、速效鉀和硝態(tài)氮均無影響，但顯著影響了土壤銨態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)(P＜0.05)；與CF處理相比，BF處理顯著提高了土壤總碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(P＜0.05)，提高幅度為20.2%；3種施肥處理均提高了土壤銨態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中CF、BF和OF處理提高幅度分別為84.1%、83.4%和150.7%。

表1 不同施肥處理對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響Table 1 Effects of different fertilization treatments on soil chemical properties

2.2 不同施肥對土壤可溶性有機(jī)碳、氮與微生物豐度的影響

由表2所見：BF和OF處理對易氧化態(tài)碳(ROC)無影響，但顯著提高了溶解性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(P＜0.05)，且OF處理提高幅度高于BF處理；僅OF處理顯著提高了溶解性有機(jī)氮(DON)和微生物生物量碳(MBC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(P＜0.05)，提高幅度分別達(dá)136.6%和164.0%。由表3可見：與ck相比，僅OF處理顯著提高了細(xì)菌和真菌豐度及真菌/細(xì)菌比(P＜0.05)，提高幅度為34.9%，98.3%和50.0%；CF和BF處理對細(xì)菌和古菌豐度無影響，但CF處理顯著降低了真菌豐度(P＜0.05)。

表2 不同施肥處理對土壤溶解性有機(jī)碳(DOC)、溶解性有機(jī)氮(DON)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on soil dissolved organic C and N, microbial biomass C and N contents

表3 不同施肥處理對土壤細(xì)菌、真菌、古菌基因豐度的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on the gene abundances of bacteria, fungi and archaeal

2.3 不同施肥下土壤酶活性變化及其影響因素

由圖1可知：與ck相比，BF和OF處理均提高了土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、纖維二糖苷酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)的活性，其中OF處理下4種酶活性分別較ck增加了136.7%、100.0%、177.2%和199.3%，BF處理下4種酶活性分別比ck增加111.6%、76.7%、109.4%和97.3%，而CF處理對其無顯著影響。相比ck，3種施肥處理對β-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖苷酶(XYL)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性均無影響。相比CF，BF處理具有更低的BG和XYL活性。OF處理下酶活性幾何平均值(GMEA)顯著高于ck和CF處理(P＜0.05)。單因素置換多元方差分析表明(圖2)：施肥處理顯著改變了土壤酶活性(P＜0.05)。冗余分析表明：BF和OF處理下土壤酶活性與ck和CF在第1軸上具有明顯分異。銨態(tài)氮(NH4+-N)、溶解性有機(jī)碳(DOC)、溶解性有機(jī)氮(DON)及真菌18S rRNA豐度與纖維二糖苷酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)、酸性磷酸酶(PHOS)和酶活性幾何平均值(GMEA)正相關(guān)，是顯著影響土壤酶活性的環(huán)境因子；而其他性質(zhì)對土壤酶活性變化影響較小。

圖1 不同施肥處理對土壤酶活性的影響Figure 1 Effects of different fertilization treatments on soil enzyme activities

圖2 土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物量變化約束下土壤酶活性的冗余分析Figure 2 Redundancy analysis of soil enzyme activities constrained by changes in soil chemical properties and microbial abundance

3 討論

3.1 炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

有機(jī)肥單獨(dú)施用或配施一定量化肥可以顯著提高稻田土壤pH，增加土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分含量，從而提高稻田土壤肥力[21]。然而，炭基肥施用對土壤pH及土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量的影響結(jié)果并非一致[13-14]。李春陽[13]研究發(fā)現(xiàn)：適量施用炭基肥能夠提高稻田土壤pH以及速效養(yǎng)分含量。楊天昱[22]研究表明：施用炭基肥使遼寧典型稻田土壤有機(jī)碳、堿解氮、速效鉀含量分別提高了37.55%～41.48%、12.45%～13.55%、12.35%～12.90%。李昌娟等[23]研究表明：施用1.48～3.70 t·hm-2炭基肥5個月后，酸化茶園土壤pH以及銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷等養(yǎng)分含量顯著提高，且隨炭基肥施用量的增加而增大。相反，常棟等[14]研究表明：不同用量炭基肥使土壤礦質(zhì)氮含量降低了30%～49%。本研究中，常規(guī)化肥、炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥處理均未顯著影響土壤pH、總碳、全氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果與多數(shù)報道不一致。這可能與不同肥料的施用量、施肥時間和受試土壤性質(zhì)等有關(guān)。本研究采用菜籽餅替代50%化肥用量，施用量相對偏低，且因菜籽餅相對易分解，可能對水稻收獲期土壤有機(jī)質(zhì)、全氮等總養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不大。本研究中炭基肥用量以及其中生物質(zhì)炭的比例相比李昌娟等[23]的研究結(jié)果較低，且只施用1次，可能也無法引起土壤有機(jī)碳、氮磷鉀養(yǎng)分總量發(fā)生顯著變化。溶解性有機(jī)質(zhì)作為微生物養(yǎng)分重要來源，在土壤養(yǎng)分供應(yīng)方面起著重要作用，相比土壤總有機(jī)碳和全氮可以更加靈敏反映土壤質(zhì)量的內(nèi)在變化[15]。本研究發(fā)現(xiàn)：施用有機(jī)肥和炭基肥顯著提高了土壤水溶性有機(jī)碳和銨態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與石麗紅等[24]的研究結(jié)果較為一致。這可能是因為有機(jī)肥和炭基肥具有速效和緩效養(yǎng)分，能夠促進(jìn)植物快速生長，導(dǎo)致更多的有機(jī)殘余物經(jīng)分解后以可溶性組分進(jìn)入土壤。包建平等[25]研究表明：秸稈等有機(jī)物料施用可顯著提高紅壤活性碳組分含量，這是因為秸稈等有機(jī)物料分解釋放的淀粉、半纖維素和多糖等物質(zhì)是土壤溶解性有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)氮的主要來源。

3.2 炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥對土壤微生物豐度和酶活性的影響

本研究發(fā)現(xiàn)：僅有機(jī)肥替代部分化肥處理顯著提高了稻田土壤微生物生物量碳、細(xì)菌和真菌的基因豐度，而炭基肥和化肥施用對其影響較小。已有研究表明：長期施用化肥可顯著降低土壤微生物生物量，抑制土壤微生物和酶活性，而有機(jī)肥替代化肥可以改善土壤環(huán)境，增加土壤溶解性有機(jī)碳和氮源，從而促進(jìn)微生物生長和繁殖，加快土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率[26-27]。本研究中菜籽餅營養(yǎng)豐富，碳氮比合適，在水稻收獲期仍具有較高的水溶性有機(jī)碳和銨態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可能刺激了土壤微生物生長。盡管生物質(zhì)炭在改善土壤結(jié)構(gòu)、持水性、增加土壤養(yǎng)分含量、提高微生物豐度等方面已被廣泛認(rèn)可[28-29]，但炭基肥對土壤結(jié)構(gòu)和微生物豐度的影響相對微弱[30]。陳坤等[30]通過田間定位試驗研究表明：豬廄肥以及生物炭均能顯著提高土壤微生物磷脂脂肪酸含量和細(xì)菌豐度，但炭基肥對其影響較小。相反，陳懿等[31]研究發(fā)現(xiàn)：炭基肥增加了植煙土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量。炭基肥對土壤微生物的影響可能與炭基肥類型(如有機(jī)物料含量)、養(yǎng)分釋放狀況和水熱協(xié)調(diào)能力等差異有關(guān)。本研究表明：炭基肥對細(xì)菌和真菌豐度并未產(chǎn)生顯著促進(jìn)作用，可能是單次炭基肥施用難以給微生物提供較多的底物來改善土壤環(huán)境。

本研究中，相比對照和化肥，炭基肥及有機(jī)肥替代化肥處理顯著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、纖維二糖水解酶(CB)、N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(PHOS)活性，且有機(jī)肥提高幅度更大，而對其他酶活性無影響。這一結(jié)果表明炭基肥和有機(jī)肥部分替代化肥均有利于促進(jìn)土壤碳、氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性，可潛在促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解。有機(jī)肥施用對土壤碳、氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)水解酶活性的促進(jìn)作用已有廣泛報道，這與有機(jī)肥含有較高的易分解有機(jī)質(zhì)，有利于促進(jìn)微生物生長，進(jìn)而促進(jìn)微生物胞外酶的產(chǎn)生和酶促反應(yīng)活性有關(guān)[26,32]。包建平等[25]研究表明：秸稈等有機(jī)物料增加了土壤可溶性有機(jī)碳源和氮源，促進(jìn)了β-葡萄糖苷酶(BG)和CB及微生物對葡萄糖、天冬氨酸和丁香酸的利用速率。炭基肥施用對土壤酶活性的影響報道相對較少，且結(jié)果存在不一致性。如潘全良等[15]發(fā)現(xiàn)：炭基肥對土壤蔗糖酶與土壤過氧化氫酶活性有抑制作用，而對土壤脲酶活性無明顯影響；而陳懿等[31]研究顯示：施用炭基肥可以提高土壤脲酶和過氧化氫酶活性，其中過氧化氫酶活性增幅達(dá)10.6%。以上這些迥異的報道可能與炭基肥中的生物質(zhì)炭材料、本身養(yǎng)分釋放特征以及土壤的養(yǎng)分有效性均有一定關(guān)系。本研究中施用炭基肥提高了AG、CB、NAG和PHOS活性，可能與炭基肥施用提高了土壤可溶性有機(jī)碳和銨態(tài)氮有關(guān)。冗余分析證實：銨態(tài)氮、溶解性有機(jī)碳和氮及真菌豐度與CB、NAG、PHOS正相關(guān)，是顯著影響土壤酶活性的環(huán)境因子。也有相關(guān)研究表明：炭基肥含有的生物質(zhì)炭可能通過吸附酶促反應(yīng)的底物，促進(jìn)酶促反應(yīng)活性，抑制或阻礙酶促反應(yīng)結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)而抑制酶活性[33]。酶生態(tài)化學(xué)計量學(xué)理論認(rèn)為：微生物氮、磷養(yǎng)分限制條件可進(jìn)一步促進(jìn)NAG和PHOS等胞外酶活性[29]。因此，在相同養(yǎng)分投入下，有機(jī)肥和炭基肥促進(jìn)植物養(yǎng)分吸收也可能加劇了微生物的養(yǎng)分限制，從而促進(jìn)了氮磷獲取酶活性。與化肥的快速養(yǎng)分供給特點(diǎn)不同，有機(jī)肥和炭基肥一方面通過自身所含養(yǎng)分的緩慢分解與釋放提高了土壤可溶性有機(jī)質(zhì)，另一方面通過提高土壤碳、氮、磷轉(zhuǎn)化酶活性促進(jìn)養(yǎng)分周轉(zhuǎn)，從而加速稻田土壤養(yǎng)分循環(huán)。然而，有機(jī)肥和炭基肥對土壤酶活性的影響方式可能存在差異：有機(jī)肥主要通過自身的大量可降解性碳氮組分提高微生物量，從而提高相關(guān)水解酶活性；炭基肥本身易分解組分含量低，并不能顯著提高土壤微生物量，但可通過自身孔隙結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分緩釋性能調(diào)控土壤酶活性。

4 結(jié)論

在等量氮、磷、鉀養(yǎng)分投入下，炭基肥與有機(jī)肥替代部分化肥較常規(guī)施肥處理對土壤總碳、全氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著影響，但均提高了土壤α-葡萄糖苷酶、纖維二糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性，且后者提高幅度更大。有機(jī)肥替代部分化肥較常規(guī)施肥顯著提高了土壤微生物生物量碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、細(xì)菌和真菌豐度，而炭基肥對其無影響。因此，有機(jī)肥替代部分化肥和炭基肥處理均可提高土壤碳、氮、磷轉(zhuǎn)化酶活性，促進(jìn)稻田養(yǎng)分周轉(zhuǎn)。